WiMAX จากเทคโนโลยีสู่ธุรกิจสื่อสารไร้สายยุคใหม่ ตอนที่ 1-3
โดย MKT วันที่ 28/09/2549 14:03
“บทความมินิซีรีส์เรื่องยาวเพื่อความเข้าใจทั้งทางด้านเทคนิค การประยุกต์ใช้งาน และธุรกิจที่เกี่ยวเนื่องกับเทคโนโลยีสื่อสารไร้สายอัตราเร็วสูง”
นอกจากนั้น การติดตั้งสถานีฐานหรือจุดเชื่อมต่อภายในเขตเมืองที่มีจำนวนประชากรหรือผู้ใช้บริการหนาแน่นก็มักนิยมติดตั้งให้ถี่ เพื่อให้สามารถรองรับการใช้งานรับส่งข้อมูลที่น่าจะมีอยู่มาก ทำให้ต้องปรับลดกำลังส่งของสถานีฐานลง อันเป็นเหตุให้พื้นที่ใช้งานยิ่งลดลงมากกว่าการติดตั้งสถานีฐานชนิดเดียวกันในบริเวณชานเมือง หรือแม้กระทั่งนอกเมือง ซึ่งมีความหนาแน่นของผู้ใช้งานต่ำลง ในทางปฏิบัติผู้ประกอบการจึงมักหลีกเลี่ยงที่จะใช้ความถี่สูงมากๆ ในการให้บริการ เนื่องจากจะส่งผลกระทบต่อเงินลงทุนโดยตรง ทำให้ต้องมีการติดตั้งอุปกรณ์สถานีฐานหรือจุดเชื่อมต่อมากกว่าผู้ประกอบการที่ได้รับสัมปทานความถี่ต่ำกว่า
โดยทั่วไปความคาดหวังของผู้บริโภคที่มีต่อเทคโนโลยีสื่อสารไร้สายประเภทต่างๆ นั้นมักจะมีมากเกินกว่าที่ขีดความสามารถของเครือข่ายเอง เทคโนโลยีหลายชนิดที่ได้รับการสร้างขึ้นด้วยหลักการที่ดีทางวิศวกรรม แต่ไม่สามารถพัฒนาต่อไปเป็นสินค้าในเชิงพาณิชย์ได้ หรือแม้เป็นสินค้าในเชิงพาณิชย์แล้วแต่กลับไม่ประสบความสำเร็จในทางการตลาด ส่วนหนึ่งเป็นเพราะความคาดหวังที่มากเกินไปของผู้บริโภคซึ่งรูปที่ 4 แสดงถึง วัฏจักรความคาดหวัง หรือ Hype Circle ซึ่งเริ่มจากการกระตุ้นหรือเปิดตัวเทคโนโลยีใหม่โดยผู้ผลิต (Technology trigger) อันจะส่งผลให้เกิดกระแสการกล่าวถึงและมีความคาดหวัง (Peak of Inflated Expectation) ในเทคโนโลยีนั้นๆ ซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นการคาดหวังที่มากกว่าที่เทคโนโลยีในขณะนั้นจะพึงให้ได้อันจะทำให้ผู้บริโภครู้สึกผิดหวังและไม่ศรัทธาในเทคโนโลยีนั้น (Trough of Disillusionment) หลายๆ เทคโนโลยีอาจได้รับการพัฒนามากขึ้นพร้อมๆ กับมีการประชาสัมพันธ์ในทิศทางที่ถูกต้องประจวบกับความพร้อมของปัจจัยเกื้อหนุนหลายๆ ประการ จนทำให้ผู้บริโภคเริ่มคุ้นเคยและค่อยๆ ยอมรับ (Slope Enlightment) และกลายเป็นเทคโนโลยีที่อยู่ตัว (Plateau of Productivity) ในที่สุดดังเช่นเทคโนโลยี Wi-Fi มาตรฐาน IEEE802.11a/b/g ที่ปัจจุบันได้รับการติดตั้งในเครื่องคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กทั่วไป ทั้งๆ ที่ในอดีตเคยถูกมองว่าไม่มีประสิทธิภาพ
ประเด็นสำคัญก็คือวัฎจักรความคาดหวังในรูปที่ 4 ซึ่งสะท้อนภาพเหตุการณ์ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2547 แสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยี WiMAX กำลังอยู่ในช่วงที่ได้รับการกล่าวถึงและมีการคาดหวังมากที่สุด ซึ่งแน่นอนว่าในช่วงเวลานั้น WiMAX ยังไม่สามารถรองรับการสื่อสารในขณะกำลังเคลื่อนที่ได้ยิ่งไปกว่านั้นยังไม่มีการผลิตอุปกรณ์เครือข่าย หรือแม้กระทั่งเครื่องลูกข่ายในเชิงพาณิชย์ทั้งสิ้น ผลที่ตามมาก็คือการเสื่อมศรัทธาในเทคโนโลยีดังกล่าว ในช่วงเวลานั้น บริษัท Gartnet Inc. ซึ่งเป็นทางผู้จัดทำเส้นวัฎจักรความคาดหวัง จึงจัดให้เทคโนโลยี WiMAX อยู่ในกลุ่มที่ต้องใช้เวลาประมาณ 2-5 ปี กว่าที่จะได้รับการยอมรับและประสบความสำเร็จในตลาดโทรคมนาคมซึ่งหากเป็นเช่นนั้นจริง ก็ย่อมหมายความว่าเทคโนโลยี WiMAX จะเริ่มได้รับการยอมรับตั้งแต่ พ.ศ. 2549 และน่าจะประสบความสำเร็จจนกลายเป็นมาตรฐานการสื่อสารไร้สายอีกชนิดหนึ่ง ที่มีส่วนแบ่งการตลาดสูงสุดภายใน พ.ศ. 2552 และในความเป็นจริงนั้นอุปกรณ์เครือข่ายและเครื่องลูกข่าย WiMAX ก็เริ่มมีการจำหน่ายและได้รับการติดตั้งในเครือข่ายของประเทศต่างๆ ทั่วโลกมาตั้งแต่ต้นปี พ.ศ. 2549 จึงมีความเป็นไปได้ที่ WiMAX กำลังก้าวเข้าสู่การเป็นมาตรฐานสื่อสารไร้สายสากลภายในเวลาไม่นานนัก
ภาพรวมของมาตรฐานเทคโนโลยีสื่อสารไร้สาย
แม้เทคโนโลยีสื่อสารไร้สายส่วนใหญ่ในยุคแรกจะอยู่ในรูปของเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ซึ่งมีการพัฒนาต่อเนื่องจากยุค 2G สู่ยุค 2.5G และเข้าสู่ยุค 3G ซึ่งรองรับการสื่อสารแบบมัลติมีเดียในขณะผู้ใช้งานกำลังเคลื่อนที่ แต่ยังมีมาตรฐานสื่อสารไร้สายชนิดอื่นๆ ที่ได้รับการพัฒนาขึ้นทั้งในช่วงเวลาเดียวกับการเติบโตของมาตรฐานโทรศัพท์เคลื่อนที่ และที่ได้รับการพัฒนาขึ้นในภายหลังนอกจากนั้น แม้มาตรฐานโทรศัพท์เคลื่อนที่ในสายตาตระกูล GSM ซึ่งเป็นมาตรฐานของ ETSI (European Telecommunication Standards Institute) แห่งสหภาพยุโรปจะมีส่วนแบ่งทางการตลาดมากที่สุดในโลก แต่มาตรฐานสื่อสารไร้สายอื่นๆ ที่สำคัญก็เป็นผลงานของสหรัฐอเมริกาแทบทั้งสิ้นองค์กรสำคัญที่ทำหน้าที่ออกแบบและวางข้อกำหนดทางวิศวกรรมไฟฟ้าในสหรัฐอเมริกาคือ IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineer) ได้วางมาตรฐานเทคนิคการสื่อสารไร้สายที่สำคัญ เช่น IEEE802.11 ซึ่งต่อมาได้รับการพัฒนาเป็นเทคโนโลยี Wi-Fi จัดว่าเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีประเภท WLAN (Wireless LAN) ที่มีการใช้งานอย่างกว้างขวางในลักษณะของเครือข่ายเฉพาะพื้นที่ (LAN หรือ Local Area Network) นอกจากนี้ยังเป็นผู้วางข้อกำหนดมาตรฐาน IEEE802.15 หรือ Bluetooth ที่กลายเป็นเทคโนโลยีไร้สายสำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในระยะใกล้ (PAN หรือ Personal Area Network)และในปัจจุบันกับมาตรฐาน WiMAX ภายใต้ข้อกำหนด IEEE802.16 ซึ่งเป็นเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายในพื้นที่กว้าง (MAN หรือ Metropolitan Area Network) ซึ่งในอนาคตอันใกล้ IEEE จะออกข้อกำหนด IEEE802.20 เพื่อใช้สำหรับการสื่อสารในลักษณะเดียวกับเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่แบบเซลลูลาร์โดยทั่วไป (WAN หรือ Wide Area Network) รายละเอียดดังแสดงในรูปที่ 5
เทคโนโลยีสื่อสารไร้สายชนิดต่างๆ ล้วนมีคุณลักษณะที่แตกต่างกัน ทั้งในแง่ของอัตราเร็วในการสื่อสารข้อมูล และระยะครอบคลุม ทั้งนี้ สามารถจัดแบ่งกลุ่มของเทคโนโลยีเหล่านี้โดยพิจารณาจากคุณลักษณะทั้ง 2 ประการข้างต้น ออกได้ดังแสดงในรูปที่ 6 โดยในกลุ่มของเทคโนโลยีสื่อสารที่ให้อัตราเร็วในการสื่อสารต่ำนั้น ประกอบไปด้วย เทคโนโลยี Bluetooth ซึ่งระยะทางในการใช้งานไม่มากนักเหมาะสำหรับการรับส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์สื่อสาร หรือเครื่องคอมพิวเตอร์ในระยะทางไม่กี่เมตร
ในขณะที่เทคโนโลยีโทรศัพท์เคลื่อนที่ทั้งหมดก็จัดอยู่ในกลุ่มดังกล่าวเช่นเดียวกัน หากแต่มีความสามารถรองรับการสื่อสารในระยะทางไกลมากขึ้น โดยเทคโนโลยี 3G ซึ่งรองรับการสื่อสารด้วยอัตราเร็วที่สูงกว่าย่อมจะมีรัศมีหรือพื้นที่ให้บริการแคบกว่าเทคโนโลยี 2.5G และ 2G ซึ่งมีขีดความสามารถในการรับส่งข้อมูลด้วยอัตราเร็วที่ลดต่ำลงไปตามลำดับทั้งนี้ ในบางสถาบันมักนิยามว่าอัตราเร็วที่ถือว่าต่ำกว่าย่านบรอดแบนด์คือ 512 กิโลบิตต่อวินาที ดังนั้น มาตรฐานหรือเทคโนโลยีสื่อสารชนิดใดที่มีอัตราเร็วในการรับส่งข้อมูลต่ำกว่าค่าดังกล่าว ก็จะถือว่าเป็นกลุ่มที่มีอัตราเร็วในการสื่อสารต่ำ (Narrow-band Communication) โดยปริยายสำหรับกลุ่มที่เป็นเทคโนโลยีสื่อสารไร้สายแบบบรอดแบนด์นั้น ประกอบไปด้วยกลุ่มที่ออกแบบให้ใช้งานประจำที่ซึ่งได้แก่การสื่อสารผ่านดาวเทียม เทคโนโลยีการสื่อสารแบบ MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System) และ LMDS (Local Multipoint Distribution System) โดยผู้ใช้งานไม่สามารถรับส่งสัญญาณได้ในขณะเคลื่อนที่นอกจากนั้น ยังมีกลุ่มที่สามารถใช้งานและเคลื่อนที่ได้ในระยะทางจำกัด ซึ่งก็คือเทคโนโลยี Wi-Fi (มาตรฐาน IEEE802.11a/b/g) ที่มีรัศมีทำการโดยทั่วไปไม่เกิน 100 เมตร และกลุ่มสุดท้ายก็คือเทคโนโลยีที่สามารถกระจายสัญญาณไปได้เป็นระยะทางไกลๆ เช่น การสื่อสารมวลชนแบบดิจิตอล (Digital Broadcasting) อันได้แก่ มาตรฐาน DMB (Digital Video Broadcasting) รวมไปถึงเทคโนโลยี WiMAX ซึ่งแม้จะจัดให้ WiMAX เป็นเทคโนโลยีไร้สายแบบบรอดแบนด์และรองรับการสื่อสารไร้สายในระยะทางไกลๆ แต่ในทางเทคนิค ข้อกำหนดของเทคโนโลยี WiMAX ในระยะแรกๆ (มาตรฐาน IEEE802.16a/d) ก็ยังจำกัดการให้บริการให้เป็นแบบประจำที่ โดยผู้ใช้งานไม่สามารถเคลื่อนที่ไปมาในขณะรับส่งสัญญาณกับสถานีฐาน WiMAX ได้ ซึ่งจำเป็นต้องใช้เวลาในการพัฒนามาตรฐาน WiMAX อีกระยะหนึ่งจนกว่าจะสามารถรองรับการสื่อสารแบบเคลื่อนที่ได้ (มาตรฐาน IEEE802.16e)อนึ่งในทางปฏิบัติ นิยมเรียกบรรดาเทคโนโลยีสื่อสารไร้สาย ที่มีอัตราเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงในระดับบรอดแบนด์ และมีพื้นที่ให้บริการกว้างกว่า Broadband Wireless Access เรียกโดยย่อว่า BWA ซึ่งเทคโนโลยี WiMAX ก็ถือเป็นทางเลือกหนึ่งของเทคโนโลยี BMA นั่นเอง
เทคโนโลยีโทรศัพท์เคลื่อนที่ 3G กับการสื่อสารอัตราเร็วสูง
เทคโนโลยีโทรศัพท์เคลื่อนที่ถือเป็นเทคโนโลยีสื่อสารไร้สายเชิงพาณิชย์ที่มีการใช้งานมากที่สุด นับจากการเปิดให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ยุคที่ 1 (First Generation Mobile หรือ 1G) ซึ่งมีมาตรฐานมากมายหลากหลายที่สำคัญก็ได้แก่มาตรฐานโทรศัพท์เคลื่อนที่ NMT (Nordic Mobile Telephone) และ AMPS (Advanced Mobile Phone System) ซึ่งประเทศไทยมีการนำเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ทั้ง 2 ระบบนี้มาเปิดใช้งานตั้งแต่ พ.ศ. 2529 โดยองค์การโทรศัพท์แห่งประเทศไทย (ทศท.) และการสื่อสารแห่งประเทศไทย (กสท.) ในขณะนั้น มาตรฐานโทรศัพท์เคลื่อนที่ 1G สามารถรองรับการสื่อสารแบบสนทนา (Voice Communication) ได้ในขณะเคลื่อนที่แต่ก็ยังมีข้อจำกัดในการรับส่งข้อมูลอยู่มาก ไม่ว่าจะเป็นเทคนิคการมอดูเลตสัญญาณคลื่นวิทยุแบบ FSK (Frequency Shift Keying) ซึ่งมีความต้านทานต่อสัญญาณรบกวนได้เพียงระดับหนึ่ง ประกอบกับกระบวนการจัดการระบบสัญญาณ (Signaling) ที่ไม่รัดกุมการรับส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ 1G แม้ทำได้ก็เพียงอัตราเร็วต่ำๆ เช่น 100-200 บิตต่อวินาทีไม่สามารถนำไปใช้งานเชิงพาณิชย์ได้แต่อย่างใดการพัฒนามาตรฐานเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่สู่ยุค 2G แม้จะเกิดจากปัจจัยทางการเมืองด้วยความพยายามของสหภาพยุโรปที่ต้องการออกแบบมาตรฐานโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM (Global System for Mobile Communication) ให้สามารถนำไปใช้งานได้ในทุกประเทศที่มีการติดตั้งเครือข่าย GSM อยู่พร้อมกับการริเริ่มเก็บเลขหมายผู้ใช้บริการไว้ใน SIM Card แทนที่จะฝังไว้ในตังเครื่องลูกข่ายและการออกแบบให้เครือข่ายมีการรับส่งสัญญาณตามกระบวนการดิจิตอลอย่างสมบูรณ์แบบ ทำให้ฐานผู้ใช้โทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วทั่วโลกภายใต้การตอบโต้ของสหรัฐอเมริกาที่ผลักดันมาตรฐานโทรศัพท์เคลื่อนที่ CDMA ซึ่งมีความเป็นเลิศทางเทคโนโลยีเหนือกว่า GSM เพื่อหวังแย่งชิงความเป็นเจ้าเทคโนโลยีสื่อสารไร้สาย แต่ความล่าช้าในการเปิดตัวเทคโนโลยี CDMA ก็ทำให้มาตรฐานดังกล่าวเกือบลิมสลายเนื่องจากฐานผู้ใช้บริการ CDMA ทั่วโลกมีน้อยกว่า GSM มากอย่างไรก็ตามทั้ง 2 มาตรฐานต่างได้รับการออกแบบมาให้สามารถรับส่งข้อมูลได้ด้วยอัตราเร็ว 9.6 กิโลบิตต่อวินาที ผ่านรูปแบบการเชื่อมต่อวงจรแบบสวิทช์วงจร (Circuit Switched) ซึ่งถือเป็นอัตราเร็วที่ไม่ต่ำมากนักเมื่อเทียบกับความต้องการและความจำเป็นในการสื่อสารข้อมูลผ่านเครือข่ายไร้สายในขณะนั้นทั้งนี้ ประเทศไทยเริ่มมีการเปิดให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ GSM โดยบริษัท แอดวานซ์ อินโฟร์ เซอร์วิส จำกัด (มหาชน) และบริษัท โทเทิ่ล แอ็คเซ็ส คอมมูนิเคชั่น จำกัด (มหาชน) ในปี พ.ศ. 2537ความพยายามในการหารายได้ในรูปแบบใหม่ๆ โดยเฉพาะการสื่อสารข้อมูลของผู้ประกอบการเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ ทำให้เกิดการพัฒนาเทคโนโลยี 2.5G ขึ้น ภายใต้เงื่อนไขที่ให้มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเครือข่าย 2G ให้น้อยที่สุดพร้อมกับการนำเทคโนโลยีเชื่อมต่อวงจรแบบแพ็กเกตสวิตช์ (Packet Switched) ซึ่งอนุญาตให้ผู้ใช้งานหลายรายสามารถรับส่งข้อมูลได้บนวงจรเดียวกัน ในลักษณะคล้ายกับเครือข่ายอินเทอร์เน็ตมาใช้งาน มีการพัฒนาเทคโนโลยี GPRS (Generic Packet Radio Service) ซึ่งต่อมาได้มีการพัฒนาไปเป็นเทคโนโลยี EDGE (Enhanced Data rate for GPRS Evolution) สำหรับใช้เพิ่มขีดความสามารถของเครือข่าย GSM ให้สามารถรองรับการสื่อสารข้อมูลได้ดีขึ้นแต่ก็ยังนับว่าเครือข่าย GPRS หรือ EDGE ไม่สามารถตอบสนองความต้องการใช้งานแบบ BWA ได้ เนื่องจากอัตราเร็วสูงสุดในการรับส่งข้อมูลทั้ง 171.2 และ 384 กิโลบิตต่อวินาที ของ GPRS และ EDGE นั้นเป็นอัตราเร็วรวมของความถี่ใช้งานแต่ละช่อง ในทางปฏิบัติย่อมไม่สามารถเปิดใช้งานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ เนื่องจากต้องกันทรัพยากรส่วนหนึ่งไว้เพื่อรองรับการสนทนาตามปกติ ก็ยิ่งทำให้อัตราเร็วในการรับส่งข้อมูลลดต่ำลงมากๆ และเหตุการณ์ณ์ในลักษณะนี้ก็เกิดขึ้นกับเทคโนโลยี 2.5G สำหรับเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ในตระกูล CDMA เช่นเดียวกันจึงกล่าวได้ว่าเทคโนโลยี 2.5G เป็นเพียงการเตรียมการเครือข่าย 2G เพื่อให้บริการสื่อสารข้อมูลแบบง่ายๆ เท่านั้น ยังไม่สามารถเป็นช่องทางในการสื่อสารข้อมูลไร้สายอัตราเร็วสูงได้อย่างแท้จริงแม้เมื่อมีการพัฒนาเครือข่ายจากยุค 2.5G ไปสู่มาตรฐานเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ 3G โดยค่าย GSM พัฒนาจากเทคโนโลยี GPRS/EDGE ไปเป็น W-CDMA (Wideband CDMA) ส่วนค่าย CDMA พัฒนาจาก CDMA 2000 1x ไปเป็น CDMA 1x EV-DV ดังแสดงในรูปที่ 7
มาตรฐานเหล่านี้ก็ยังไม่อาจรองรับปริมาณการใช้งานสื่อสารข้อมูลแบบ BWA ได้เนื่องจากมาตรฐาน W-CDMA เองยังคงมีขีดจำกัดในการรองรับการสื่อสารข้อมูลด้วยอัตราเร็วเพียง 384 กิโลบิตต่อวินาที ต่างจากเทคโนโลยี DEGE เพียงรูปแบบการแพร่กระจายสัญญาณด้วยการใช้เทคโนโลยี CDMA (Code Division Multiple Access) แทนที่จะเป็นแบบ TDMA (Time Division Multiple Access) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีพื้นฐานของเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ตระกูล GSMส่วนเทคโนโลยี CDMA 1x EV-DV นั้นแม้จะสามารถรองรับการสื่อสารข้อมูลด้วยอัตราเร็วถึง 2.4 เมกะบิตต่อวินาที แต่ก็ยังมีข้อจำกัดในเรื่องของการจัดรูปแบบการให้บริการสำหรับผู้ใช้งานแต่ละราย (Traffic Profile Management)เพื่อเป็นการพัฒนาให้เครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ 3G มีขีดความสามารถรองรับการใช้งานแบบ BWA ได้อย่างมีประวิทธิภาพ สถาบันผู้รับผิดชอบด้านมาตรฐานทางเทคนิคของทั้งมาตรฐาน W-CDMA และ CDMA 1x EV-EV อันได้แก่ 3GPP (Third Generation Partnership Program) และ 3GPP2 ตามลำดับ จึงมีการกำหนดมาตรฐานทางเทคนิคต่อจากยุค 3G โดยเครือข่าย W-CDMA จะได้รับการพัฒนาขีดความสามารถให้เพิ่มอัตราเร็วในการสื่อสารข้อมูลด้วยเทคโนโลยี HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) และ HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) ซึ่งปัจจุบันกำลังอยู่ในช่วงของการพัฒนาทางเทคนิคสำหรับมาตรฐาน CDMA 1X EV-DV ก็มีแผนในการไปเป็น CDMA2000 3Xแต่ในปัจจุบัน ผู้สนับสนุนหลักอันได้แก่ บริษัท Qualcomm Inc. กลับมีแนวทางที่เปลี่ยนแปลง โดยมีการลงทุนซื้อเทคโนโลยี Flash OFDM ของบริษัท Flarion จากประเทศสหรัฐอเมริกา นัยว่าจะมีการผลักดันเทคโนโลยีใหม่นี้ให้เป็นทางเลือกสำหรับบริการแบบ BWA แทนที่จะใช้เทคโนโลยี CDMA ดังที่เคยเป็นมา จึงยากที่จะคาดเดาถึงอนาคตของเทคโนโลยี CDMA2000 3X
นอกจากมาตรฐานโทรศัพท์เคลื่อนที่ที่ได้กล่าวถึงแล้ว ยังมีมาตรฐานอื่นๆ ที่น่าสนใจและมีการนำมาเปรียบเทียบทางเทคนิคดังแสดงในตารางที่ 1 มาตรฐานโดยส่วนใหญ่ล้วนเป็นเทคโนโลยีระหว่างการพัฒนาจากเครือข่ายยุค2.5G ไปเป็น3G ยกเว้นเทคโนโลยี PDC-P ซึ่งเป็นมาตรฐานเฉพาะของประเทศญี่ปุ่น


ชื่อเรื่อง : มาตรฐาน IEEE 802.11 WLAN: ความรู้เบื้องต้น ช่องโหว่ และการรักษาความปลอดภัย ( ตอนที่ 1)เรียบเรียงโดย : ดร. ศิวรักษ์ ศิวโมกษธรรม เผยแพร่เมื่อ : 29 พฤษภาคม 2546

กล่าวนำ
ปัจจุบันเทคโนโลยีเครือข่าย LAN แบบไร้สาย หรือ WLAN (Wireless LAN) กำลังได้รับความนิยมเป็นอย่างมาก เนื่องจากประโยชน์ของ WLAN มีอยู่มากมายโดยเฉพาะอย่างยิ่ง WLAN สร้างความสะดวกและอิสระในการใช้งานและติดตั้งเครือข่าย เทคโนโลยี WLAN ทำให้การเชื่อมต่ออุปกรณ์คอมพิวเตอร์ในบ้านหรือสำนักงานเข้าด้วยกันหรือต่อเข้ากับเครือข่ายไม่จำเป็นจะต้องใช้สายนำสัญญาณให้ยุ่งยากและดูเกะกะอีกต่อไป อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ทั้งแบบตั้งโต๊ะและพกพาสามารถเชื่อมต่อถึงกันหรือเชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายจากตำแหน่งต่างๆ ที่อยู่ในรัศมีของสัญญาณได้อย่างอิสระ
เทคโนโลยีสำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆ ผ่านสื่อไร้สายที่รู้จักกันมีอยู่หลายเทคโนโลยีเช่น Bluetooth , IEEE 802.11, IrDA , HiperLAN, HomeRF, และ GPRS เป็นต้น แต่เทคโนโลยีที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดสำหรับ WLAN คือเทคโนโลยีตามมาตรฐาน IEEE 802.11 เนื่องจากอุปกรณ์ IEEE 802.11 WLAN มีราคาไม่แพงนักและถูกลงเรื่อยๆ อีกทั้งมีสมรรถนะในการรับส่งข้อมูลค่อนข้างสูง ง่ายต่อการติดตั้งและใช้งาน IEEE 802.11 WLAN ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆและมีแนวโน้มว่าในอนาคตอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ต่างๆ จะมีอุปกรณ์ IEEE 802.11 WLAN ติดตั้งจากโรงงานหรือ Built-in มาด้วย
แต่อย่างไรก็ตาม ความง่ายและสะดวกต่อการติดตั้งและใช้งานของอุปกรณ์ IEEE 802.11 WLAN ก็นำมาซึ่งความไม่ปลอดภัยของเครือข่ายด้วยเช่นกัน อีกทั้งเทคโนโลยี IEEE 802.11 WLAN อยู่ในช่วงเริ่มต้นเท่านั้น (ยังไม่ถึงจุดสมบูรณ์และอิ่มตัว) ทำให้ยังมีช่องโหว่ด้านความปลอดภัยอีกมาก ดังนั้นผู้ที่เลือกใช้ IEEE 802.11 WLAN ควรมีความรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยีและตระหนักถึงช่องโหว่ต่างๆรวมถึงการรักษาความปลอดภัยอย่างเหมาะสม ซึ่งบทความนี้จะกล่าวถึงความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับมาตรฐาน IEEE 802.11 รวมถึงช่องโหว่และการรักษาความปลอดภัยสำหรับเครือข่าย IEEE 802.11 WLAN
1. ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับมาตรฐาน IEEE 802.11
มาตรฐาน IEEE 802.11 ซึ่งได้รับการตีพิมพ์ครั้งแรกเมื่อปีพ.ศ. 2540 โดย IEEE (The Institute of Electronics and Electrical Engineers) และเป็นเทคโนโลยีสำหรับ WLAN ที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด คือข้อกำหนด (Specfication) สำหรับอุปกรณ์ WLAN ในส่วนของ Physical (PHY) Layer และ Media Access Control (MAC) Layer โดยในส่วนของ PHY Layer มาตรฐาน IEEE 802.11 ได้กำหนดให้อุปกรณ์มีความสามารถในการรับส่งข้อมูลด้วยความเร็ว 1, 2, 5.5, 11 และ 54 Mbps โดยมีสื่อ 3 ประเภทให้เลือกใช้ได้แก่ คลื่นวิทยุที่ความถี่สาธารณะ 2.4 และ 5 GHz, และ อินฟราเรด (Infarred) (1 และ 2 Mbps เท่านั้น) สำหรับในส่วนของ MAC Layer มาตรฐาน IEEE 802.11 ได้กำหนดให้มีกลไกการทำงานที่เรียกว่า CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) ซึ่งมีความคล้ายคลึงกับหลักการ CSMA/CD (Collision Detection) ของมาตรฐาน IEEE 802.3 Ethernet ซึ่งเป็นที่นิยมใช้กันทั่วไปในเครือข่าย LAN แบบใช้สายนำสัญญาณ นอกจากนี้ในมาตรฐาน IEEE802.11 ยังกำหนดให้มีทางเลือกสำหรับสร้างความปลอดภัยให้กับเครือข่าย IEEE 802.11 WLAN โดยกลไกการเข้ารหัสข้อมูล (Encryption) และการตรวจสอบผู้ใช้ (Authentication) ที่มีชื่อเรียกว่า WEP (Wired Equivalent Privacy) ด้วย
วิวัฒนาการของมาตรฐาน IEEE 802.11
มาตรฐาน IEEE 802.11 ได้รับการตีพิมพ์ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2540 ซึ่งอุปกรณ์ตามมาตรฐานดังกล่าวจะมีความสามารถในการรับส่งข้อมูลด้วยความเร็ว 1 และ 2 Mbps ด้วยสื่อ อินฟราเรด (Infarred) หรือคลื่นวิทยุที่ความถี่ 2.4 GHz และมีกลไก WEP ซึ่งเป็นทางเลือกสำหรับสร้างความปลอดภัยให้กับเครือข่าย WLAN ได้ในระดับหนึ่ง เนื่องจากมาตรฐาน IEEE 802.11 เวอร์ชันแรกเริ่มมีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำและไม่มีการรองรับหลักการ Quality of Service (QoS) ซึ่งเป็นที่ต้องการของตลาด อีกทั้งกลไกรักษาความปลอดภัยที่ใช้ยังมีช่องโหว่อยู่มาก IEEE จึงได้จัดตั้งคณะทำงาน (Task Group) ขึ้นมาหลายชุดด้วยกันเพื่อทำการปรับปรุงเพิ่มเติมมาตรฐานให้มีศักยภาพสูงขึ้น โดยคณะทำงานกลุ่มที่มีผลงานที่น่าสนใจและเป็นที่รู้จักกันดีได้แก่ IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11e, IEEE 802.11g, และ IEEE 802.11i
IEEE 802.11b
คณะทำงานชุด IEEE 802.11b ได้ตีพิมพ์มาตรฐานเพิ่มเติมนี้เมื่อปี พ.ศ. 2542 ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีและใช้งานกันอย่างแพร่หลายมากที่สุด มาตรฐาน IEEE 802.11b ใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่า CCK (Complimentary Code Keying) ผนวกกับ DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) เพื่อปรับปรุงความสามารถของอุปกรณ์ให้รับส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็วสูงสุดที่ 11 Mbps ผ่านคลื่นวิทยุความถี่ 2.4 GHz (เป็นย่านความถี่ที่เรียกว่า ISM (Industrial Scientific and Medical) ซึ่งถูกจัดสรรไว้อย่างสากลสำหรับการใช้งานอย่างสาธารณะด้านวิทยาศาสตร์ อุตสาหกรรม และการแพทย์ โดยอุปกรณ์ที่ใช้ความถี่ย่านนี้ก็เช่น IEEE 802.11, Bluetooth, โทรศัพท์ไร้สาย, และเตาไมโครเวฟ) ส่วนใหญ่แล้วอุปกรณ์ IEEE 802.11 WLAN ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันจะเป็นอุปกรณ์ตามมาตรฐาน IEEE 802.11b นี้และใช้เครื่องหมายการค้าที่รู้จักกันดีในนาม Wi-Fi ซึ่งเครื่องหมายการค้าดังกล่าวถูกกำหนดขึ้นโดยสมาคม WECA (Wireless Ethernet Compatability Alliance) โดยอุปกรณ์ที่ได้รับเครื่องหมายการค้าดังกล่าวได้ผ่านการตรวจสอบแล้วว่าเป็นไปตามมาตรฐาน IEEE 802.11b และสามารถนำไปใช้งานร่วมกับอุปกรณ์ยี่ห้ออื่นๆที่ได้รับเครื่องหมาย Wi-Fi ได้
IEEE 802.11a
คณะทำงานชุด IEEE 802.11a ได้ตีพิมพ์มาตรฐานเพิ่มเติมนี้เมื่อปี พ.ศ. 2542 มาตรฐาน IEEE 802.11a ใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่า OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) เพื่อปรับปรุงความสามารถของอุปกรณ์ให้รับส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็วสูงสุดที่ 54 Mbps แต่จะใช้คลื่นวิทยุที่ความถี่ 5 GHz ซึ่งเป็นย่านความถี่สาธารณะสำหรับใช้งานในประเทศสหรัฐอเมริกาที่มีสัญญาณรบกวนจากอุปกรณ์อื่นน้อยกว่าในย่านความถี่ 2.4 GHz อย่างไรก็ตามข้อเสียหนึ่งของมาตรฐาน IEEE 802.11a ที่ใช้คลื่นวิทยุที่ความถี่ 5 GHz ก็คือในบางประเทศย่านความถี่ดังกล่าวไม่สามารถนำมาใช้งานได้อย่างสาธารณะ ตัวอย่างเช่น ประเทศไทยไม่อนุญาตให้มีการใช้งานอุปกรณ์ IEEE 802.11a เนื่องจากความถี่ย่าน 5 GHz ได้ถูกจัดสรรสำหรับกิจการอื่นอยู่ก่อนแล้ว นอกจากนี้ข้อเสียอีกอย่างหนึ่งของอุปกรณ์ IEEE 802.11a WLAN ก็คือรัศมีของสัญญาณมีขนาดค่อนข้างสั้น (ประมาณ 30 เมตร ซึ่งสั้นกว่ารัศมีสัญญาณของอุปกรณ์ IEEE 802.11b WLAN ที่มีขนาดประมาณ 100 เมตร สำหรับการใช้งานภายในอาคาร) อีกทั้งอุปกรณ์ IEEE 802.11a WLAN ยังมีราคาสูงกว่า IEEE 802.11b WLAN ด้วย ดังนั้นอุปกรณ์ IEEE 802.11a WLAN จึงได้รับความนิยมน้อยกว่า IEEE 802.11b WLAN มาก
IEEE 802.11g
คณะทำงานชุด IEEE 802.11g ได้ใช้นำเทคโนโลยี OFDM มาประยุกต์ใช้ในช่องสัญญาณวิทยุความถี่ 2.4 GHz ซึ่งอุปกรณ์ IEEE 802.11g WLAN มีความสามารถในการรับส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูงสุดที่ 54 Mbps ส่วนรัศมีสัญญาณของอุปกรณ์ IEEE 802.11g WLAN จะอยู่ระหว่างรัศมีสัญญาณของอุปกรณ์ IEEE 802.11a และ IEEE 802.11b เนื่องจากความถี่ 2.4 GHz เป็นย่านความถี่สาธารณะสากล อีกทั้งอุปกรณ์ IEEE 802.11g WLAN สามารถทำงานร่วมกับอุปกรณ์ IEEE 802.11b WLAN ได้ (backward-compatible) ดังนั้นจึงมีแนวโน้มสูงว่าอุปกรณ์ IEEE 802.11g WLAN จะได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายหากมีราคาไม่แพงจนเกินไปและน่าจะมาแทนที่ IEEE 802.11b ในที่สุด ตามแผนการแล้วมาตรฐาน IEEE 802.11g จะได้รับการตีพิมพ์ประมาณช่วงกลางปี พ.ศ. 2546